차량용 리드프레임 패키징 시장에서의 성공

2022년 2월 1일, John Nickelsen반도체 이야기
공유하기:

차량용 패키징

차량용 반도체의 급격한 수요 증가는 전세계 모든 종류의  반도체 패키징 성장을 견인하고 있습니다. 전통적인 리드프레임 패키지 수요뿐 아니라  플립칩 인터커넥트를 활용한 최첨단 라미네이트 기반 패키지의 수요도 증가하고 있습니다. 자동차 업계는 주로 MEMS 패키지와 리드프레임 패키지를 사용하며, 리드프레임 패키지에는 QFP(Quad Flat Pack)과 SOIC(Small Outline Inegrated Circiut), 그리고 빠르게 성장하고 있는 MLF®(MicroLeadFrame®) 및 Quad Flat No-Lead(QFN) 패키지가 있습니다. OSAT 업체에 와이어 본드 리드프레임 패키징을 의뢰하는 자동차 업체가 더욱더 늘어나고 있습니다.

이와 함께 자동차 시장의 품질 및 신뢰성에 대한 요구사항도 크게 까다로워졌습니다. 무엇보다도 자동차 업계는 다양한 신뢰성 시험을 거친 후에도 제품에 불량 및 박리 현상이 전혀 일어나지 않을 것을 요구합니다. 차량용 리드프레임 패키지 시장에서의 성공을 위해, 앰코는 두 가지 전략적 방향 아래 아낌없는 투자를 계속 해오고 있습니다.

차량용 부품 판매량 증가출처: IHS Automotive/Polk; WardsAuto InfoBank; McKinsey analysis

차량용 반도체 공정 강화

첫 번째 전략은 불량 누락을 최소화하는 자동화 툴을 개발하는 것입니다. 어셈블리 시작 전 리드프레임 스트립에 추적 식별 번호를 부여해 불량 확인 및 분리를 개선하고 있습니다. 이 식별 번호는 와이어 본딩 전이나 어셈블리 종료 후 샘플 O/S 전기 테스트 도중 AOI(Automatic Optical Inspection)를 실시하여 불량 맵을 작성할 때도 사용됩니다. 이러한 AOI는 불량 확인 실패를 방지할 뿐 아니라 각 사업장의 프로세스 엔지니어링 팀에 신속한 피드백을 제공합니다. 엔지니어링 팀은 AOI 진행 시 검출된 모든 불량의 사진 기록을 통해, 추가 불량 분석없이 문제를 해결할 수 있습니다. 앰코는 어셈블리 불량을 초기에 제거하여 최종 테스트 수율을 향상시켰습니다. AOI 및 O/S 도입 초반에는 수율이 감소하였지만, 신속한 피드백을 통해 어셈블리 과정을 지속적으로 개선하고 있습니다

그림1 불량 확인 및 분리불량 확인 및 분리

차량용 제품 자동화 구현 확장을 위해, 앰코는 ULT(Unit Level Traceability) 첫 단계로 리드프레임 제품을 위한 DTS(Die Traceability Systems) 개발을 지원하고 있습니다. DTS는 기존 장비와 공정(2D marking, 3번째 공정에서의 AOI, O/S)을 활용하여 불량을 확인하고, 다이 어태치 장비에 스트립 마크 추적 기능을 통합하여 고객의 전자 웨이퍼 맵과 리드프레임 스트립 맵을 연동시킵니다. 이런 과정을 통해 특정 리드프레임에 실장 된 다이의 기록이 생성됩니다. 이후 어셈블리 공정의 마무리 단계에서 유닛 레이저 마커가 패키지를 식별하는 2D 코드를 패키지 위에 마킹하고, 이 코드를 다이 및 웨이퍼 정보와 연결함으로써 어셈블리 공정 시 생성된 불량 맵과도 연결합니다. DTS의 기록은 고객 요청 시 온라인으로 전송됩니다. DTS 서포트가 완료되면 앰코는 스트립 레벨 추적(SLT) 및 매핑을 다른 모든 어셈블리 공정에 적용하여, 결과적으로 ULT를 제공할 수 있게 될 것입니다.

차량용 반도체의 표준 제품 정의

두 번째 전략은 강화된 차량용 반도체 신뢰성 테스트(AEC Q100 & Q006 G1 & G0)를 충족하기 위해 지속적으로 무박리를 달성할 수 있는 리드프레임 패키지를 개발하는 것입니다. 앰코는 일관성 있는 결과를 얻기 위해 여러 공정과 재료의 다양한 조합을 시도해 왔습니다. 이러한 노력의 성공으로 다양한 리드프레임 패키지에서 추가 구현이 이루어지고 있습니다. 앰코는 설계, 공정, 환경 제어 등 여러 요인에 집중하고 BOM(Bill of Material) 간의 물리적 성질을 지속적으로 파악하여 이러한 성공을 이뤄냈습니다. 개발된 설계 기능은 귀금속 도금을 포함한 주요 기능의 상대 치수와 함께 몰드 잠금 기능을 통합하는 방법에 대한 독점적인 이해를 기반으로 합니다.

Die TraceabilityDie Traceability Systems (DTS)

차량용 견고한 설계

pMLF 패키지용 Edge
Protection 기술pMLF® 패키지용 Edge ProtectionTM 기술

Edge Protection 기술 + 딤플Edge ProtectionTM 기술 + 딤플

앰코는 또한 주요 재료 공급업체들과 협력하여 독점적 기술의 다이 어태치 및 몰드 컴파운드 공법을 물리적 특성에 따라 개발했습니다. 당사는 또한 자동차 애플리케이션에 최적의 솔루션을 제공하기 위해 리드프레임 공급업체들의 도금 및 조면화 기술을 상세히 파악하는 데 노력을 기울여 왔습니다. 이를 기반으로 앰코는 패키지 제품군별 권장 BOM 및 공정 플로우를 정의하는 SPD(표준 제품 정의)를 개발했으며, 이 패키지들은 자동차 업계의 까다로운 기준을 요구하는 제품에 적용될 것입니다. 앰코는 다양한 영역에 막대한 자원을 투자하여 자동차 리드프레임 시장에서 성공을 이뤄내고 있습니다.